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基于Web的便携式农田采集仪
时间:2015-01-15  来源:  作者:  阅读人数:1890

基于嵌入式Web的农田采集仪.ppt

一种基于嵌入式Web的农田管理系统

总体方案概述

总体设计方案预采用无线通信的方式,以终端+控制端+上位机的方式实现农田信息数据的采集、传输、存储等功能,通讯协议采用Zigbee通信协议。在实现基本功能的基础上,也可以在控制端增加控制功能实现智能灌溉,在上位机中提供专家知识库提供合理施肥、预防病虫害的决策方案。

设计方案分两部分介绍,总体设计结构与局部结构。

一、    总体设计结构

总体设计结构如1所示:

 

1 总体设计方案

结构图中,分为四个部分,分别为终端节点、路由节点、协调器以及核心控制器。其中,终端节点负责采集传感器检测的各类信息,并将其检测的数据出去供上级处理。路由节点相当于中继器,负责拓展型号的传输距离。协调器负责Zigbee网络的组建与维护,并与控制器通讯实现数据交换。控制器负责控制协调器从而控制整个Zigbee网络。

二、    局部结构

(1)    终端节点结构

终端节点是整个系统的最基本组成单元,负责采集农田中的各类信息,并将其发送出去。考虑到功耗,终端节点应采用被动接收命令的方式,在没有接收到相应的控制命令时,终端节点控制关闭所有传感器的供电,并将自身设置到睡眠模式以降低功耗;在接收到协调器发送的命令之后,再开启传感器的供电。终端节点的结构如图2所示,相关内容在图中已经说明。

 

2 终端节点结构

(2)    控制器结构

控制器模块的结构如所示:

 

图3 控制器结构

控制器的基本功能是从Zigbee协调器获取各个终端节点采集的农田信息,将信息传输到上位机上。上位机的数据传输有三种方案,第一是上位机通过Wifi网络连接控制器,在上位机上通过特定的应用程序(App)获取数据,并加以处理和分析,应用程序中可以增加专家知识库提供决策方案;第二是将方案一的Wifi连接简化为普通的串口连接,上位机功能不变;第三是控制器通过增加MII物理层控制器提供嵌入式Web Sever服务,可以通过任意可上网设备访问网页即可查看农田的信息,与方案一、二相比没有决策方案,只能显示与控制功能,但是不需要专用的上位机设备。在设计过程中,一、二两种方案需要确定一种进行开发、第三种方案作为独立方案考虑,以不同的价格出售。

考虑农田种植是一个长期的过程,会有大量的采集数据积累下来,可以在控制器中增加存储卡模块(未在图中表示出来),将采集的数据都存储在存储卡中,实现数据的长期积累。

控制器在满足数据采集功能的基础上,也可以增加GSM短消息模块以及灌溉控制,用户可以用过短消息控制农田的灌溉,以及获取农田的信息参数。

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